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Impacto atmosférico de la quema incontrolada de biomasa residual

El proyecto “Impacto atmosférico de la quema incontrolada de biomasa residual: Propuesta de medidas correctoras sostenibles”, desarrollado por la Asociación de Investigación de Industrias Cerámicas (AICE), tenía como objetivo cuantificar de una manera más exacta las emisiones de material particulado (PM) en España. Se trata de controlar las emisiones asociadas a la quema incontrolada de biomasa residual, con el fin de proponer medidas correctoras que disminuyan dicho impacto.

Los últimos inventarios de emisiones de material particulado (PM) en España realizados por la Comisión Europea establecen la necesidad de reducir las emisiones de PM2.5 en más de un 50% para 2030. De acuerdo con estos inventarios (realizados por IIASA), la actividad que presenta un mayor potencial de reducción es la quema incontrolada de biomasa residual. Ante este escenario se considera necesario cuantificar de forma más exacta las emisiones de PM2.5, asociadas a la quema incontrolada de biomasa residual, así como proponer medidas correctoras que disminuyan dicho impacto.

El objetivo principal del presente proyecto es la determinación de factores de emisión y perfiles químicos de PM2.5 asociados a la quema de diferentes tipos de biomasa residual, los cuales se seleccionarán en base al volumen generado a nivel nacional. Estas determinaciones se realizaron tanto para quema incontrolada (al aire libre sin sistemas de depuración) como controlada (plantas de combustión dotadas de sistemas de depuración).

La AICE realizó un inventario y selección de biomasa, considerando diferentes fuentes bibliográficas para seleccionar la biomasa a estudiar: almendro, naranjo y olivo. La selección de las zonas en las que posteriormente se realizan las campañas se ha realizado gracias a la información del inventario nacional de biomasa y las prioridades identificadas por el MAPAMA. Por último, la entidad hizo una revisión del marco normativo que regula la gestión de permisos para quema al aire libre de residuos de poda de origen agro-forestal en las diferentes Comunidades Autónomas.

Una vez seleccionado el tipo de biomasa, la entidad visitó diferentes zonas en las que hacer posteriormente las quemas, con el fin de diseñar las campañas experimentales y perfilar el protocolo de ensayo. Debido a los requisitos que se deben cumplir para efectuar quemas al aire libre (prevalencia de una dirección de viento concreta, la existencia de espacio físico a sotavento de la fuente y la ausencia de fuentes extrañas a la estudiada) finalmente se realizan en una parcela de la Universidad Jaume I de Castellón, tras obtener su permiso. Antes de realizar las quemas, la entidad lleva a cabo las gestiones necesarias para el transporte y el acondicionamiento de la biomasa a estudiar.

La entidad analizó varios métodos para medir la dispersión de contaminantes. Finalmente, se selecciona el método Reverse Dispersion Modeling (RDM), que mide las concentraciones de contaminantes en puntos estratégicos alrededor de la fuente de emisión. Además se ha considerado un modelo desarrollado por el ITC-AICE en el que se reproduce fielmente la geometría de la fuente y la duración exacta de la emisión.

La AICE, en el marco del proyecto, realizó campañas experimentales en escenarios con quema controlada e incontrolada, determinando perfiles químicos del PM emitido durante las quemas y realizando una caracterización completa de las cenizas obtenidas en ambas campañas.

Para determinar la eficiencia de medidas correctoras se ha determinado la eficiencia de un filtro de mangas como sistema de depuración del PM emitido durante la combustión de biomasas agrícolas residuales, mediante la comparación entre la concentración bruta y neta del PM emitido en los ensayos de quema controlados. A partir de la evaluación de los perfiles químicos de PM se ha determinado la eficiencia para determinados metales y HAPs. Los resultados para determinar la eficacia del filtro de mangas muestran un rendimiento superior al 99% para prácticamente todos los elementos/compuestos analizados.

Finalmente,  y con el fin de mitigar el impacto ambiental asociado a las quemas al aire libre se ha evaluado la valorización energética de astillas de restos de poda de naranjo y almendro, mostrando una gran viabilidad técnica.

El desarrollo del proyecto ha permitido adaptar un modelo de dispersión de contaminantes para obtener factores de emisión de PM2.5 para la quema al aire libre de poda de naranjo, olivo y almendro, dando un factor promedio significativamente inferior a los propuestos en la Guía EMEP/EEA 2013 y por GAINS. Del mismo modo, el estudio de perfiles químicos de PM2.5 muestra una clara influencia de elementos asociados a los tratamientos fitosanitarios (plaguicidas, herbicidas,…) y de fertilización de los cultivos, así como de la propia composición de la biomasa y del suelo donde se localizan los cultivos.

Estado: 
Cerrado
Año Inicio: 
2015
Año fin: 
2015
Entidad ejecutora: 
Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas (AICE)
Fuente de financiación: 
Fundación Biodiversidad
Ámbito ampliado: 
Andalucía, Galicia, Cataluña y Comunidad Valenciana